Методика определения экономической эффективности обработки ламинированных ДСТП методом фрезерования
Основные требования, которые предъявляются к теории резания. Получение продукции установленного качества с наименьшими энергозатратами при необходимой производительности. Методика расчетов технологических режимов для фрезерования натуральной древесины.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.11.2018 |
| Размер файла | 35,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБРАБОТКИ ЛАМИНИРОВАННЫХ ДСТП МЕТОДОМ ФРЕЗЕРОВАНИЯ
Аникеенко А. Ф.,
Фридрих А. П.,
Сороченко Я. И.
Основные требования, предъявляемые к теории резания, - получение продукции установленного качества с наименьшими энергозатратами при необходимой производительности. Учитывая данные требования, существующая методика расчетов технологических режимов для фрезерования натуральной древесины предусматривает расчеты скорости подачи обрабатываемых заготовок с учетом возможностей используемого оборудования по критерию энергоемкости и требований к шероховатости поверхности.
Однако данная методика расчетов рациональных режимов обработки ламинированных древесностружечных плит не нашла применения в деревообрабатывающих производствах.
В настоящее время обработка плитных материалов методом фрезерования осуществляется на оборудовании, где есть возможность обрабатывать материалы, имеющие ширину, значительно превышающую их толщину. В данном оборудовании используется механизм резания, оснащенный приводом большей мощности (свыше 15 кВт). В этом случае расчет максимально возможной скорости подачи с учетом ограничений по мощности привода механизма резания не имеет смысла.
Качество обработки древесины характеризуется длиной и глубиной волны. При обработке облицованных плитных материалов данный критерий в виде кинематических неровностей на обработанной поверхности не может служить оценкой качества. Практика показала, что при наличии на обработанной поверхности даже незначительных неровностей в виде сколов недопустимо. Образование сколов в данном случае зависит не только от состояния главной режущей кромки, т. е. степени ее округления, но и от технологии процесса резания, включающей выбор геометрии инструмента, его режимных показателей, величины припуска и т. д.
Длительность взаимодействия лезвия с обрабатываемым материалом вызывает при фрезеровании натуральной древесины округление режущей кромки, что приводит к росту энергозатрат и ухудшению качества обработанной поверхности.
При фрезеровании плитных материалов характер округления режущих кромок имеет значительные отличия. При обработке натуральной древесины главная режущая кромка примерно имеет форму, близкую к окружности с некоторым радиусом. При фрезеровании древесностружечных плит из-за наличия связующих наблюдается интенсивный линейный износ по биссектрисе угла заострения и образование фаски на задней поверхности лезвия. Необходимо отметить, что линейный износ в наружных слоях плиты выше, чем в средней зоне контакта лезвия с материалом в 3-5 и более раз.
Наличие высоко абразивного износа обрабатываемого материала вызвало необходимость использовать ножи, изготовленные из твердых и сверхтвердых материалов. Однако до настоящего времени не разработаны рекомендации по потере режущей способности каждого отдельно взятого твердого и сверхтвердого материала в зависимости от вида обработки.
Таким образом, существующая методика определения затрат мощности на резание с получением предполагаемого качества обработки при фрезеровании древесины не может быть положена в основу для выполнения технологических расчетов по установлению режимов резания ламинированных древесностружечных плит.
В результате проведения экспериментальных исследований были получены математические модели влияния переменных факторов на выходные показатели:
на длину обрабатываемой поверхности:
(1)
на длину дуги контакта:
(2)
на период стойкости инструмента:
(3)
на полезную мощность процесса фрезерования:
(4)
Математические модели позволили разработать рекомендации по назначению рациональных режимов обработки ламинированных ДСтП на станках с ЧПУ в зависимости от приоритетности выходного показателя.
При необходимости получения максимальной производительности процесса с обеспечением установленного качества другие выходные показатели могут значительно ухудшать свои значения (ресурсосбережение), наименьшие энергозатраты не позволяют получать высокий показатель производительности процесса и периода стойкости инструмента (энергосбережение).
Результаты проведенных исследований позволили установить, что значения выходных показателей должны корректироваться поправочными коэффициентами: при использовании ножей из сплава ВК15 - 1, ВК8 - 1, 7 и ВК6 ОМ - 2, 2.
В таблице 1и 2 приведен пример расчета стоимости потребляемой мощности при фрезеровании ламинированных древесностружечных плит и расчет потребности в ножах на обработку 10 000 пог. м кромок ламинированных древесно-стружечных плит.
Таблица 1 Расчет стоимости потребляемой мощности при фрезеровании ламинированных древесностружечных плит.
|
Расчетные показатели и зависимости |
Диаметр фрезы |
||||
|
D = 100 мм |
D = 140 мм |
||||
|
z1 = 3 |
z2 = 4 |
z1 = 3 |
z2 = 4 |
||
|
1. Скорость подачи заготовок, обеспечивающая выполнение сменной производительности, Vs, м/мин |
24 |
24 |
24 |
24 |
|
|
2. Подача на режущий элемент Sz, мм [1] |
1, 33 |
1, 0 |
1, 33 |
1, 0 |
|
|
3. Синус кинематического угла встречи |
0, 1414 |
0, 1414 |
0, 1195 |
0, 1195 |
|
|
4. Средняя толщина стружки e, мм |
0, 188 |
0, 141 |
0, 159 |
0, 120 |
|
|
5. Скорость резания V, м/с |
31, 4 |
31, 4 |
44, 0 |
44, 0 |
|
|
6. Мощность, затрачиваемая на резание острыми ножами, Р, кВт, с учетом ширины обработки |
0, 541 |
0, 468 |
0, 660 |
0, 576 |
|
|
7. Расход мощности на выполнение программы Рсм, кВт, по обработке плит острыми ножами |
3, 787 |
3, 276 |
4, 620 |
4, 032 |
|
|
8. Поправочный коэффициент на расход мощности с учетом округления лезвий ножей K1 |
1, 379 |
1, 412 |
1, 400 |
1, 427 |
|
|
9. Расход мощности на выполнение программы с учетом периода стойкости инструмента Рсм, кВт (ф-ла (4)) |
4, 507 |
3, 951 |
5, 544 |
4, 895 |
|
|
10. Расчет стоимости расходуемой мощности без учета потерь ее в климатических парах механизмов станка и расхода мощности в подающем механизме, Зэн, руб. (1 кВт принят равным 320 руб.) |
1440 |
1260 |
1770 |
1570 |
Таблица 2 - Расчет потребности в ножах на обработку 10 000 пог. м кромок ламинированных древесностружечных плит.
|
Расчетные показатели |
Диаметр фрезы |
||||
|
D = 100 мм |
D = 140 мм |
||||
|
z1 = 3 |
z2 = 4 |
z1 = 3 |
z2 = 4 |
||
|
При использовании ножей из твердосплавных пластин ВК15 |
|||||
|
Длина обработанных поверхностей при использовании фрез с одним ножом L, пог. м (ф-ла (1)) |
52, 54 |
41, 13 |
47, 49 |
30, 32 |
|
|
Общая длина обработанных поверхностей (Lсум., пог. м) с учетом количества режущих элементов (z) и резцов (р = 2) |
315, 24 |
329, 04 |
284, 94 |
242, 56 |
|
|
Количество ножей для выполнения сменного задания, шт. |
96 |
124 |
108 |
168 |
|
|
Стоимость одного ножа, тыс. руб. |
7, 7 |
7, 7 |
7, 7 |
7, 7 |
|
|
Затраты на инструмент для выполнения сменного задания Зинстр, тыс. руб. |
739, 2 |
954, 8 |
831, 6 |
1293, 6 |
|
|
При использовании ножей из твердосплавных пластин ВК8 |
|||||
|
Общая длина обработанных поверхностей Lсум, пог. м |
539, 69 |
563, 32 |
487, 82 |
415, 26 |
|
|
Количество штук ножей для выполнения сменного задания Kнож, шт. |
57 |
72 |
63 |
100 |
|
|
Стоимость одного режущего элемента, тыс. руб. |
8, 0 |
8, 0 |
8, 0 |
8, 0 |
|
|
Затраты на инструмент для выполнения сменного задания Зинстр, тыс. руб. |
456, 0 |
576, 0 |
504, 0 |
800, 0 |
|
|
При использовании ножей из твердосплавных пластин ВК60М |
|||||
|
Общая длина обработанных кромок Lсум., пог. м |
692, 58 |
722, 90 |
626, 01 |
532, 90 |
|
|
Количество ножей для выполнения сменного задания Kнож, шт. |
45 |
56 |
48 |
76 |
|
|
Стоимость одного ножа, тыс. руб. |
13, 9 |
13, 9 |
13, 9 |
13, 9 |
|
|
Затраты на инструмент для выполнения сменного задания Зинстр, тыс. руб. |
625, 5 |
778, 4 |
667, 2 |
1056, 4 |
ВЫВОДЫ
При расчетах технологической задачи, указанной в принятых условиях, можно использовать зависимость (1), по которой устанавливается длина обработанных поверхностей одним комплектом режущих элементов. Отношение длины обработанной поверхности, предусмотренной сменным заданием, к длине, полученной по формуле (1), дает возможность определить расход инструмента на программу.
Как видно из расчетов, выполнение технологического процесса для принятых условий обработки ламинированных древесностружечных плит наиболее эффективно фрезами диаметром 100 мм и числом ножей z = 3 шт.
Однако анализ расчетных методов затрат на мощность и дереворежущий инструмент не может быть установлен окончательно, т.к. срезание стружки можно изменить за счет выбора рациональной скорости подачи или количества ножей и увеличения высоты припуска. Нахождение рациональных режимов возможно, если принять скорость подачи, выраженную не сменным заданием, а исходя из максимально возможной длины обработанной поверхности с учетом зависимостей 1-4.
энергозатрата древесина резание фрезерование
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Бершадский, А.Л., Резание древесины. А. Л. Бершадский, Н. И. Цветкова - Минск: Выш. шк., 1975.-303 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет параметров режимов резания при сверлении отверстия в заготовке и при шлифовании вала на круглошлифовальном станке. Сравнительный анализ эффективности обработки плоских поверхностей с заданной точностью при процессах строгания и фрезерования.
контрольная работа [392,7 K], добавлен 19.11.2014Динамический расчет вертикально-фрезерного станка 675 П. Расчет обработки вала ступенчатого. Динамическая модель основных характеристик токарно-винторезного станка 16Б16А. Определение прогиба вала, параметров резца, режимов резания и фрезерования.
практическая работа [268,9 K], добавлен 31.01.2011Выбор станка и инструментального обеспечения. Габарит рабочего пространства, технические характеристики и электрооборудование фрезерного станка с ЧПУ 6Р13Ф3. Расчет режимов резания для операции фрезерования. Скрины этапов обработки. Описание NC-110.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 08.04.2015Назначение режима резания при сверлении, зенкеровании и развертывании. Изучение особенностей фрезерования на консольно-фрезерном станке заготовки. Выполнение эскизов обработки; выбор инструментов. Расчет режима резания при точении аналитическим способом.
контрольная работа [263,8 K], добавлен 09.01.2016Выбор марки инструментального материала, сечения державки резца и геометрических параметров режущей части инструмента. Расчет скорости резания и машинного времени для черновой обработки и чистового точения, сверления отверстия и фрезерования плоскости.
контрольная работа [172,6 K], добавлен 05.02.2015Рассмотрение основных аспектов технологического процесса обработки опоры задней рессоры: расчет припусков и межоперационных размеров заготовки (методом горячей штамповки), режимов резания и машинного времени (на операции фрезерования и сверления).
практическая работа [322,6 K], добавлен 07.04.2010Разработка приспособления для фрезерования шпоночного паза. Структура технологического процесса механической обработки детали. Выбор оборудования, инструмента; расчет режимов резания; нормирование, определение себестоимости детали; техника безопасности.
курсовая работа [231,7 K], добавлен 26.07.2013Выбор режущих инструментов для фрезерования плоской поверхности и цилиндрического зубчатого одновенцового колеса. Подбор шлифовального круга для обработки вала. Определение режима резания и основного технологического времени, затрачиваемого на заготовку.
контрольная работа [427,8 K], добавлен 04.12.2013Общая характеристика процесса фрезерования. Описание элементов режимов резания. Рассмотрение типов фрез и их конструктивных особенностей. Использование горизонтальных, продольных и непрерывных фрезерных станков для обработки разных видов заготовок.
презентация [896,4 K], добавлен 30.12.2015Система автоматизированного проектирования технологических процессов механической обработки, ее структура и содержание, предъявляемые требования и оценка эффективности. Автоматизация расчетов режимов резания. Схема алгоритма расчета штучного времени.
контрольная работа [382,1 K], добавлен 10.03.2014Методика разработки компоновочной схемы автоматической линии для изготовления детали "Вал-выходной", оценка экономической эффективности ее внедрения. Порядок проектирования шпиндельного узла шпоночно-фрезерного станка для фрезерования шпоночного паза.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 11.09.2010Расчет параметров режимов резания для каждой поверхности по видам обработки. Определение норм времени. Назначение геометрических параметров режущей части резца. Расчет режимов резания при сверлении и фрезеровании. Выбор инструмента и оборудования.
курсовая работа [161,2 K], добавлен 25.06.2014Требования к материалам режущей части инструмента. Область применения основных твердых сплавов. Конструктивные элементы резцов Технологические схемы точения, сверления и фрезерования. Расчет режимов резания. Кинематика и механизмы металлорежущих станков.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 03.12.2015Карта операционных эскизов детали с выбором припуска на обработку, расчёт режимов резания. Конструкция приспособления для фрезерования двух лысок и зажима детали. Расчёт силы резания, потребной и создаваемой силы зажима, погрешности установки детали.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 13.09.2012Назначение и конструкция обрабатываемой детали. Расчет припусков на механическую обработку, элементов приспособления на прочность и на точность. Расчет режимов резания. Технико-экономическое обоснование процесса. Приспособление для фрезерования.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 12.07.2012Назначение, устройство, принцип работы приспособления для фрезерования шпоночного паза. Определение расчетной частоты вращения шпинделя станка и скорости резания. Выбор фрезы. Проверка диаметра штока на прочность и устойчивость. Расчет зажимного усилия.
курсовая работа [935,9 K], добавлен 19.12.2013Определение моментов резания при механической обработке деталей. Выбор места приложения зажимных усилий, вида и количества зажимных. Силовой расчет станочных приспособлений для фрезерования шпоночного паза. Расчет коэффициента надежности закрепления.
курсовая работа [359,1 K], добавлен 21.05.2015Расчет режима резания растачивания отверстия. Выбор марки инструментального материала и геометрических параметров режущей части инструмента. Определение скорости, мощности, машинного времени сверления отверстия и фрезерования плоскости торцевой фрезой.
контрольная работа [933,7 K], добавлен 30.06.2011Операционная карта технологического процесса обработки детали как основание для разработки приспособления для фрезерования паза. Технические характеристики станка. Разработка схемы базирования детали в приспособлении, проектирование его общего вида.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 24.05.2015Выбор типа заготовки для втулки. Назначение и оценка экономической эффективности вариантов технологических маршрутов обработки поверхности детали. Расчет промежуточных и общих припусков. Определение рациональных режимов резания и технических норм времени.
курсовая работа [111,6 K], добавлен 29.05.2012
